Page 69 - 电力与能源2023年第四期

王 斌，等：基于松耦合变压器的无线电能传输技术研究 375

系数快速下降，这会直接导致系统传输效率的快 表 4 方形铁心结构松耦合变压器的仿真计算结果
速下降。 气隙/mm 自感 L 1 /H 自感 L 2 /H 互感 M/H 耦合系数 k
1 0.574 9 0.573 6 0.417 0 0.73
表 2 三柱式铁心结构松耦合变压器的仿真计算结果
3 0.334 5 0.335 0 0.174 4 0.52
气隙长度/mm 自感 L 1 /H 自感 L 2 /H 互感 M/H 耦合系数 k 5 0.282 5 0.279 1 0.120 1 0.43
1 0.596 5 0.605 8 0.475 8 0.79 7 0.253 3 0.252 3 0.091 9 0.36
3 0.324 9 0.334 1 0.199 8 0.61 9 0.243 8 0.240 7 0.076 6 0.32
5 0.262 2 0.266 9 0.133 7 0.51
铁心结构的优缺点：三柱式铁心耦合系数最高，但
7 0.241 3 0.239 3 0.100 7 0.42
9 0.220 5 0.233 8 0.081 4 0.36 是移动端系统体积及重量最大；嵌入式铁心结构
松耦合变压器的耦合系数仅次于三柱式铁心并且
嵌入式铁心结构松耦合变压器的仿真结果如
移动端最为轻便，但需要设计相应的机械装置或
表 3 所示。由表 3 可见，该型铁心与三柱式铁心相
者人工将线圈插入对正，操作最为复杂；方形铁心
比，由于磁路略有增长，所以耦合系数有一定的下
结构松耦合变压器的系统整体重量和体积都最
降，系统传输效率也会略有降低。
小，但是耦合系数也最小，传输效率最低。在实际
表 3 嵌入式铁心结构松耦合变压器的仿真计算结果
使用过程中，应该针对不同的使用条件，选取不同
气隙/mm 自感 L 1 /H 自感 L 2 /H 互感 M/H 耦合系数 k
铁心结构的松耦合变压器。
1 0.459 4 0.583 2 0.401 6 0.78
3 0.232 0 0.346 5 0.170 1 0.60 参考文献：
5 0.176 5 0.282 8 0.112 5 0.50
［1］ 王秩雄，胡劲蕾，梁 俊，等 . 无线输电的应用前景［J］ 空
.
7 0.150 2 0.255 8 0.080 9 0.41
军工程大学学报（自然科学版），2003，4（1）：82-85.
9 0.133 6 0.252 0 0.065 5 0.36
［2］ 谭林林，黄学良，邹玉炜 . 无线电能传输技术及其应用探讨
方形铁心结构松耦合变压器的仿真结果如表 ［C］//电工理论与新技术年会论文集，2009.
［3］ 杨庆新，陈海燕，徐桂芝，等 . 无线电能传输技术的研究进
4 所示。由表 4 可见，在气隙距离相同的情况下，
展［J］ 中国电工技术学报，2010，25（7）：6-13.
.
由于方形铁心距离较远，漏磁通变大，所以耦合系 ［4］ 杨庆新，陈海燕，徐桂芝，等 . 无接触电能传输技术的研究
.
数进一步下降。 进展［J］ 电工技术学报，2010，25（7）：6-13.
［5］ 周成虎 ，瓮嘉民 . 一 种 用 于 无 线 鼠 标 的 无 接 触 供 电 电 路

3 结语 ［J］ 现代电子技术，2011，34（12）：138-140.
.

收稿日期：2023-04-29
综上所述，基于仿真计算结果，可以得出 3 种 (本文编辑：赵艳粉）

（上接第 372 页）
温度监测具有一定的参考价值。该系统仍有较大 障在线监测系统［J］ 电工技术，2020，512（2）：131-133.
.
的提升空间，目前对数据的处理仅包含查询、展示 ［3］ 尹海晶 . 基于红外测温技术的电力变压器过热故障在线监
.
测系统的设计与开发［D］ 南京：南京理工大学，2010.
和告警功能。随着大数据技术的成熟，可用积累 ［4］ 曹 雷，宋立风，杨 帆，等 . 高压输电线路在线监控装置
的原始数据开展高级应用分析等工作，如故障发 无 线 取 能 系 统 设 计［J］ 中 国 设 备 工 程 ，2022，510（21）：
.
展趋势判定、抓图间隔智能调整等。此外，由于摄 167-169.
［5］ 王智胜 . 输电线路红外成像测温监测系统的设计［D］ 太
.
像头只支持单一方向，所以监测范围有限。
原：太原理工大学，2011.
参考文献： ［6］ 丁永生，赵仰东，张晨睿，等 . 配电变压器油温油位一体化
.
［1］ 吕丽鸥 . 电力设备运行状态在线监测系统的设计和实现 无源无线监测系统［J］ 测控技术，2019，38（6）：33-37.
.
［J］ 设备管理与维修，2021（2）：128-129. 收稿日期：2023-04-17
［2］ 吴 斌，沈正华 . 基于红外测温技术的电力变压器过热故 (本文编辑：赵艳粉）